利用定向凝固法提純多晶硅錠的研究.pdf

1、太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)作為一種可持續(xù)能源，并于近幾年迅速發(fā)展。主要由于太陽能作為一種安全清潔，并且可永久利用的能源，其發(fā)展?jié)摿κ菬o窮的?，F(xiàn)在主要使用的太陽能電池分為三種，其中多晶硅太陽電池的成本較低。其優(yōu)點(diǎn)在于可直接制備出可規(guī)模化生產(chǎn)的大尺寸方型硅錠，設(shè)備比較簡單，制造過程簡單、省電、節(jié)約硅材料，對材質(zhì)要求也較低。定向凝固技術(shù)已成為了制備太陽能級多晶硅錠非常重要的一種方法，還可以提純硅錠。為了提純硅錠以獲得太陽能級的多晶硅，工藝的探究和優(yōu)化

2、顯得格外重要。
　　本文使用實(shí)驗(yàn)用多晶硅定向凝固鑄錠爐進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn):在不同坩堝型號、硅料純度、提升速率、溫度梯度等條件下的定向凝固制備和提純多晶硅錠，從而得到可實(shí)際應(yīng)用的多晶硅錠。當(dāng)然通過對硅錠的表面、微觀結(jié)構(gòu)以及電學(xué)性質(zhì)的分析，研究了定向凝固制備的多晶硅錠，其中包括橫切面以及縱切面的觀測、電阻率的分布特性、少子壽命分布特點(diǎn):也研究了坩堝型號、硅料純度、提升速率、溫度梯度等參數(shù)對提純的影響。最終的研究結(jié)果表明:
　　坩堝內(nèi)

3、凹型槽可以促使晶粒沿著槽面生長，并且最終生長成較大的晶粒。而不同的角度和多個凹型槽也對晶粒的生長方向和大小造成影響。而綜合不同的角度與個數(shù)和坩堝的尺寸大小，最終得到適合多晶硅定向凝固鑄錠爐的方案。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硅料的清洗主要是去除雜質(zhì)。超聲加堿洗可很好的去除油污和附帶物等雜質(zhì)，對表面被氧化的SiO2和含雜質(zhì)較多的Si我們利用濃酸去除，活動性較強(qiáng)的雜質(zhì)利用酸洗效果最好。而在酸洗過程中加上超聲場，可以將夾雜在龜裂的硅料中的雜質(zhì)更

4、徹底的去除，從而達(dá)到更好的除雜效果。
　　由于不同雜質(zhì)的在Si中的平衡分凝系數(shù)不一樣，金屬元素在固體硅中溶解度較小，而在液體硅中溶解度較大，這些雜質(zhì)在熔體硅中的分凝系數(shù)遠(yuǎn)小于1，所以利用這一特性將熔體硅中雜質(zhì)去除，以達(dá)到提純的目的。
　　根據(jù)硅錠的橫切面與縱切面表面晶粒大小，可知在生長方向上，晶粒逐漸長大，從錠的邊緣到中心，晶界變少。利用金相顯微鏡、少子壽命測試儀、霍爾效應(yīng)儀、四探針測量金相組織、少子壽命分布、遷移率以及電阻